Фотополимерные пластины

Елена Курбатова

Подготовка фотоформ и фотополимерных пластин к экспонированию

Требования к процессу вымывания

Требования к фотоформам

Требования к процессу экспонирования

Хранение фотополимерных пластин

Определение основных параметров изготовления фотополимерных форм

Таблица 1. Дефекты фотополимерных форм и причины их возникновения

Дефекты фотополимерных форм и причины их возникновения

* Отсутствие вакуума между фотоформой и пластиной может быть следствием слабого матирования пленки, неправильной укладки фотоформы (подложкой к поверхности формы), а также того, что не была удалена покровная пленка фотополимерной пластины, не использовалась маскирующая лента.

Таблица 2. Традиционные спиртовымывные фотополимерные пластины для флексографии

Традиционные спиртовымывные фотополимерные пластины для флексографии

Последние десятилетие ознаменовалось бурным развитием этикеточно-упаковочной индустрии в нашей стране. С каждым годом улучшается полиграфическое исполнение этикеток и упаковок на самых различных материалах: бумагах, картоне, гофрированном картоне, самоклеющихся материалах, синтетических пленках, ПВХ-материалах. Все большее значение в этикеточно-упаковочном производстве приобретает флексографский способ печати. Современная флексографская печать — это универсальная технология, предоставляющая широкие возможности воспроизведения изображения на различных материалах. Этот способ печати сейчас интенсивно развивается в России и за рубежом — разрабатываются новые стандарты, совершенствуются материалы и технологии. Уже сегодня флексография способна достаточно эффективно конкурировать с офсетом не только в упаковочной и этикеточной печати (особенно при запечатке гофрокартона, самоклеек и пленок), но и в области производства издательской продукции.

Быстрое развитие флексографского способа печати в мире началось с изобретения и внедрения в производство фотополимерных печатных форм. До этого использовались резиновые печатные формы, с помощью которых достичь высокого качества оттисков, особенно при многокрасочной печати, не удавалось. Одним из главных условий качественной многокрасочной печати является соблюдение приводки, что не возможно получить при использовании резиновых форм. Обычная резина под нагрузками быстро деформируется, поэтому тиражестойкость резиновых форм невелика. Фотополимеры, напротив, даже при очень больших тиражах сохраняют стабильные размеры, оставаясь при этом эластичными. Фотополимерные композиции полностью отвечают требованиям, предъявляемым к флексографским печатным формам: отличаются однородной структурой поверхности, минимальными отклонениями по толщине, хорошим забором и переносом краски, высокой тиражестойкостью.

Фотополимер, как правило, состоит из эластомерного связующего, ненасыщенных мономеров и инициатора. Полимеризация начинается под действием УФ-излучения с длиной волны около 360 нм (диапазон А). Ненасыщенные мономеры при помощи инициатора связываются в полимерные цепочки с более высоким молекулярным весом и другими физическими свойствами. Это означает, что полимер становится нерастворимым в органических растворителях и в то же время остается эластичным.

В настоящее время используются две принципиально различные технологии производства фотополимерных печатных форм:

• изготовление форм из твердых фотополимерных композиций (пластин);
• изготовление форм на основе жидких фотополимерных композиций.

Твердые фотополимерные пластины делятся, в свою очередь, на однослойные и многослойные. Подавляющее большинство пластин, представленных на нашем рынке, являются однослойными. Независимо от фирмы-производителя и области применения их строение одинаково (рис. 1).

Рис. 1. Структура фотополимерной пластины 1 – защитная пленка 2 – фотополимерный слой 3 – полиэфирная основа

Толщина фотополимерного слоя варьируется в зависимости от области применения. Для печати на пленках и этикеточной бумаге, для растровых и тонких штриховых работ используются пластины с тонким фотополимерным слоем, для запечатки гофрированного картона и других материалов с грубой структурой поверхности — пластины с толстым фотополимерным слоем. Полиэфирная подложка обеспечивает геометрическую стабильность пластины. Покровная пленка защищает полимер от воздействий окружающей среды и механических повреждений и перед процессом основного экспонирования удаляется.

Для достижения качественных результатов изготовление печатных форм должно тщательно контролироваться, ведь качество печатной продукции не в последнюю очередь зависит от качества фотополимерной печатной формы. Процесс изготовления фотополимерной формы включает шесть основных этапов: (рис. 2)

Рис. 2. Основные этапы изготовления фотополимерной печатной формы 1 – полиэфирная основа 2 – полимеризованный слой 3 – неполимеризованный мономер 4 – защитная пленка 5 – фотоформа

1. Засветка оборотной стороны пластины (предварительное экспонирование) — это равномерная засветка пластины УФ-излучением через полиэфирную подложку без негативной фотоформы. Засветка обратной стороны пластины определяет глубину рельефа фотополимерной формы и стабилизирует адгезию между слоем фотополимера и подложкой. Кроме того, повышается светочувствительность пластины. При недостаточной засветке обратной стороны пластины невозможно обеспечить достаточную толщину основы-цоколя для печатающих элементов формы. Другим негативным результатом недостаточной засветки обратной стороны пластины может быть разнотолщинность основы.
2. Основное экспонирование формирует изображение рельефа. Во время этой операции происходит засветка пластины через негативную фотоформу под вакуумом, в результате чего путем полимеризации формируется печатное изображение. Формирование рельефа начинается от поверхности и продолжается при дальнейшем экспонировании конусообразно вглубь полимерного слоя. Достаточным считается время экспонирования, в течение которого все элементы изображения оказываются прочно прикрепленными к основе (цоколю) рельефа, образованного в ходе предварительного экспонирования. Между рельефом изображения и основой не должно оставаться материала, не подвергшегося полной полимеризации. На недоэкспонированных пластинах наблюдается волнистость линий и потеря мелких точек в светах изображения. Отсутствие прочной связи элементов изображения с основой формы может привести к грязной печати. Переэкспонирование ведет к полимеризации пробельных элементов, на печатающих участках появляются жирные кромки.
3. Вымывание устраняет неэкспонированный фотополимер до фиксированной глубины, при этом прошедший полимеризацию рельеф изображения остается на пластине. Правильно выбранное время вымывания формирует аккуратные кромки, четкие и глубокие пробельные участки. При недостаточном вымывании на основе пластины остается недовымытый мономер. Слишком интенсивное вымывание приводит к большему набуханию пластины, а следовательно к необходимости более продолжительной сушки. Для вымывания традиционно использовался перхлорэтилен/бутанол, в настоящее время этот раствор заменяется экологически менее вредными растворами типа Optisol, Intersol, Nylosolv, Flexosol.
4. Во время процесса вымывания пластина впитывает вымывной раствор, поэтому созданный в результате полимеризации рельеф изображения какое-то время остается мягким и разбухшим. Процесс сушки обеспечивает испарение абсорбированного вымывного раствора и возвращает пластину к ее первоначальной толщине. Во время сушки за счет обдува горячим воздухом растворитель испаряется. При недостаточном времени сушки возможно появление разнотолщинности пластины. Температура сушки не должна превышать 65 °С, в противном случае возникает тенденция к усадке, искажению геометрических размеров, в результате чего могут появиться проблемы с приводкой при печати.
5. После завершения процесса сушки формы подвергаются операции финишинга. Благодаря финишингу форма приобретает стабильность свойств, устраняется липкость ее поверхности. Различают два вида финишинга: химический (обработка растворами хлора и брома) и световой. Химический финишинг экологически вреден и сейчас практически не применяется. Световой финишинг представляет собой кратковременное облучение высохшей пластины жестким УФ-излучением с длиной волны около 254 нм (диапазон С). Время финишинга зависит от количества вымывного раствора, который остался в материале после его сушки. Если световой финишинг был недостаточным, то пластина остается липкой, а следовательно, печать будет грязной, основа пластины будет загрязняться. Излишний финишинг ведет к растрескиванию основы и печатающих элементов. Во время финишинга недостаточно просушенной пластины, поскольку в результате интенсивного испарения вымывного раствора возможно образование разнотолщинности.
6. Окончательное экспонирование завершает процесс полной полимеризации пластины и обеспечивает ее долговечность и высокие эксплуатационные качества. Эта операция необходима для осуществления полимеризации и поперечной сшивки всех полимеров пластины, которые не были засвечены. Для окончательного экспонирования, так же как для предварительного и основного, используют УФ-излучение диапазона А. В ходе окончательного экспонирования форма приобретает окончательную твердость и более высокую стойкость к растворителям красок и промывочным растворам. Для завершения полимеризации окончательную засветку рекомендуется проводить в течение 10-15 м. Недостаточное время окончательной засветки сокращает срок службы печатной формы. Окончательное экспонирование, как правило, производится после финишинга, но может производиться и одновременно с ним. Некоторые специалисты считают целесообразным производить окончательное экспонирование до финишинга.

В настоящее время существует несколько технологий монтажа твердых фотополимерных пластин на формных цилиндрах печатных машин. Толстые пластины (например, толщиной 2,84 мм) крепятся на формный цилиндр при помощи обычной двусторонней липкой ленты. Тонкие пластины, отличающиеся меньшей величиной упруго-эластической деформации, необходимо монтировать липкой лентой, имеющей пенослой. Особо тонкие пластины обычно крепятся не непосредственно на формный цилиндр, а на специальную гильзу, толщина которой зависит от конструкции машины. В любом случае, суммарная толщина пластины и крепления не должна превышать зазор между формным и печатным цилиндрами.

Толщина печатной формы влияет на градационную передачу и растискивание точки. В процессе печати печатающий элемент деформируется, то есть увеличивается его поверхность, и, следовательно, размер точки на оттиске увеличивается, причем степень увеличения точки пропорциональна деформации печатающего элемента. Чем мягче пластина, тем больше деформация. Это особенно важно учитывать при растровой печати, так как мелкие точки в светах будут увеличены, а в тенях изображения возможно исчезновение градаций.

Проведенные фирмами-изготовителями фотополимерных пластин исследования позволяют сделать следующий вывод: уменьшить растискивание можно путем уменьшения толщины и увеличения твердости пластины. В этом случае роль легко деформируемого вещества будет играть пеноматериал, который будет поглощать давление, что уменьшит деформацию точки. Однако следует заметить, что этим способом можно только уменьшить величину растискивания, избежать этого явления невозможно. Новейшей технологией является применение пластин толщиной 1,14 мм в сочетании с обычной липкой лентой толщиной 0,1 мм и мягкой (сжимаемой) гильзой, которая будет компенсировать давление. Эта технология, по мнению многих экспертов, является наиболее перспективной с точки зрения повышения качества печати.

В последнее время интенсивно развивается технология цифрового изготовления флексографских форм (computer-to-plate). Главное отличие «цифровой» пластины от традиционной — наличие специального маскирующего слоя. Цифровая пластина обрабатывается в специальной экспонирующей установке, где происходит удаление маскирующего слоя с будущих печатающих элементов. Таким образом, применение маскированных фотополимеров позволяет ликвидировать стадию изготовления фотоформ. Этапы последующей обработки цифровых пластин принципиально не отличаются от описанных выше.

По сравнению с традиционной технологией computer-to-plate позволяет воспроизводить элементы изображения меньших размеров, что значительно увеличивает количество градаций. Улучшается воспроизведение и мелких негативных элементов: при большом давлении не происходит заполнения пробелов на форме краской. Существенным преимуществом использования цифровой технологии является возможность получения печатающих элементов с гиперболической формой боковых граней (в отличие от трапециевидного профиля на традиционных пластинах). Благодаря этому стабилизируется величина растискивания в процессе печати. Общее снижение растискивания в полутонах при воспроизведении растровых изображений достигает 10%. Применение цифровой технологии дает возможность более качественно воспроизводить сложные изображения, содержащие как растровые, так и штриховые элементы, не применяя разделения изображения. Одной из новых разработок является термическая технология изготовления флексографских форм.

Более подробно о термичес-кой технологии, а также о цифровом процессе изготовления флексографских форм читайте в следующих номерах «Мирэтикетки».

Мир Этикетки 3'2002